AT307529B - Elektrostatischer Wandler - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft die Anordnung eines elektrostatischen Wandlers, der als akustischer Sender (Lautsprecher, Hörer) sowie als akustischer Empfänger (Mikrophon) arbeiten kann. 



   Die Eigenschaften des Wandlers, der auf dem elektrostatischen Prinzip arbeitet,   z. B.   die Grösse der ausgestrahlten Leistung beim Sender, die Empfindlichkeit des Empfängers usw., hängt von der effektiven Fläche der Membrane des Wandlers ab. Aus diesem Grunde bemüht man sich, die effektive Fläche so gross wie möglich zu wählen. Mit der Vergrösserung der Fläche des Wandlers wachsen aber die Abmessungen des Wandlers in einem unerwünschten Masse, was eine Begrenzung der praktischen Verwendbarkeit der Einrichtung zur Folge hat. Die grossen Abmessungen des Wandlers im Vergleich mit der Länge der ausgestrahlten Welle verursachen Schwierigkeiten mit der Raumzerlegung der ausgestrahlten Energie und beim Empfänger entstehen dann die mit dem Diffraktionseffekt verbundenen Schwierigkeiten.

   Die Membrane bei den verwendeten Wandlern ist auf der Frontseite des Wandlers angebracht und ihre Abmessungen sind für den ganzen Wandler massgebend. 



   Der Erfindungsgegenstand ist ein elektrostatischer Wandler mit zwei unbeweglichen Elektroden und mit einer dünnen Membrane, alle in der Form von langen schmalen Bändern, die spiralförmig ineinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die festen Elektroden mit der Membrane auf einem zylindrischen Kern aufgewickelt und die Entfernung zwischen den Elektroden durch Distanzeinlagen gesichert ist, wobei sich die akustischen Ausgänge des Wandlers zwischen den Rändern der Elektroden in der axialen Richtung ergeben. 



   Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemässen neuen Anordnung des elektrostatischen Wandlers ist, dass damit die Abmessungen des Wandlers bei grosser effektiver Membranfläche so klein wie möglich gehalten werden können. 



   Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen Fig. 1 die Aufwicklung der einzelnen Teile des Wandlers auf einem zylindrischen Kern, Fig. 2 eine mögliche Ausbildung der Distanzeinlagen und Fig. 3 die nach erfolgter Aufwicklung der Teile sich ergebende Schichtstruktur. 



   Der Wandler besteht gemäss Fig. 1 aus zwei unbeweglichen Elektroden--5, 7--zwischen denen die Membrane-6, 8-zwischen den   Distanzeinlagen--l,   2,3, 4-eingelegt ist. Die einzelnen   Teile--l,   4,5, 6,7,   8--haben   die Form langer Bänder, die auf dem Kern aus   Isoliermaterial --9-- aufgewickelt   sind. Die unbeweglichen Elektroden--5, 7--sind aus elektrisch leitendem und mechanisch weichem Material. Die 
 EMI1.1 
 Elektroden. Dadurch wird bei der richtigen Wahl der Polarisationsspannung die Stabilität des Wandlers garantiert. 



   Die Distanzeinlage ist in Fig. 2 gezeigt. Es ist ein Band mit der Breite--w-aus Isoliermaterial von derselben   Dicke--t--wie   die verlangte Grösse der Luftspalte, in der auf einer von den langen Seiten die   Ausschnitte --12-- vorhanden   sind. Jede Distanzeinlage hat eine ununterbrochene   Grundbasis-10-aus   der die Rippen--11--in bestimmten Intervallen austreten, durch die die   Ausschnitte --12-- definiert   werden. Jede Distanzeinlage hat eine   Dicke--d--,   welche die elektroakustischen Eigenschaften bestimmt. Bei der Zusammenlegung des Wandlers werden die Distanzeinlagen so orientiert, dass von einer und der andern Seite der Membrane die Einlagen mit den   Ausschnitten--12--in   umgekehrter Richtung angelegt werden.

   Dadurch wird die Abtrennung der Oszillationen von der vorderen und der hinteren Seite der Membrane erzielt. 



   Durch das Aufwickeln aller Teile-l bis   8--auf   den   Kern--9--entsteht   eine zylindrische Formation aus der Schichten in deren Basen schmale Schlitze entstehen, welche die akustischen Ausgänge darstellen, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. 



   Die Schichtstruktur ist aus Fig. 3 ersichtlich. Die obere Schicht ist die unbewegliche   Elektrode-5-,   
 EMI1.2 
 
Der Wandler kann durch eine beliebige akustische Impedanz belastet werden, welche insbesondere eine Abstrahlimpedanz sein kann und der Wandler arbeitet dann als ein elektrostatischer direktstrahlender Gegentakt-Lautsprecher. Die akustische Impedanz kann auch eine Eingangsimpedanz eines exponentiellen od. ähnl. Wellenleiters von endlicher Länge sein.

   Der Wandler ist ein Bestandteil eines freistrahlenden Druckkammerlautsprechers, bei dem die Transformation durch das Verhältnis der aktiven   Membranfläche   und der Stirnfläche des Wandlers, welche gleich dem Eingangsquerschnitt des Wellenleiters ist, gegeben ist, der durch die Eingangsimpedanz des Ohres belastete Wandler arbeitet wie ein Hörer, bei dem die Geschwindigkeitstransformation durch oben angeführte Weise erzielt werden kann. 



   Der Wandler kann vorteilhaft als Empfänger mit zwei Eingängen arbeiten, welche durch die Schlitze in den Basen des Zylinders gebildet werden, in dessen Form der Wandler aufgerollt ist. 



   Der durch die Erfindung erzielte Fortschritt besteht darin, dass bei der neuen Anordnung der Elektroden des Wandlers in Form einer Spirale die Abmessungen des Wandlers bei Einhaltung derselben aktiven Fläche der Membrane grundsätzlich verkleinert werden. Der Bereich des Verhältnisses zwischen der Stirnfläche des Wandlers, d. h. der Basis des Zylinders, in dessen Form der Wandler eingerollt ist, und der aktiven Membranfläche ändert sich vom 1 : 5 bis zu 1 : 25.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Elektrostatischer Wandler mit zwei unbeweglichen Elektroden und mit einer dünnen Membrane, alle in der Form von langen schmalen Bändern, die spiralförmig ineinander angeordnet sind, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, dass die festen Elektroden (5,7) mit der Membrane (6,8) auf einem zylindrischen Kern (9) aufgewickelt und die Entfernung zwischen den Elektroden durch Distanzeinlagen (1, 2,3, 4) gesichert ist, wobei sich die akustischen Ausgänge des Wandlers zwischen den Rändern der Elektroden in der axialen Richtung ergeben.

   EMI2.1 (10), aus der Rippen (11) in bestimmten Intervallen austreten, zwischen denen Ausschnitte (12) entstehen, vorgesehen sind, wobei die Distanzeinlagen (1 - 4) zu der Membrane von ihren beiden Seiten so angelegt sind, dass die Ausschnitte (12) in entgegengesetztem Sinne orientiert sind. EMI2.2 seine Stirnflächen gekrümmt sind.

   5. Elektrostatischer, als ein Drucklautsprecher arbeitender Wandler nach den Ansprüchen 1 und 2, EMI2.3 endlicher Länge verbunden ist, z. B. mit einem exponentiellen Wellenleiter, dessen Eingangsquerschnitt der Frontfläche des Wandlers gleich ist, wobei das Transformationsverhältnis, d. h. das Verhältnis der Frontfläche des Wandlers und der aktiven Fläche der Membrane des Druckkammerlautsprechers in dem Ausmasse 1 : 5 bis 1 : 25 liegt.